桥梁体外预应力施工技术

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,桥梁体外预应力施工技术,2,桥梁,体外预应力技术介绍,桥梁体外预应力施工实例,桥梁体外预应力的应用前景,1,2,3,3,体外预应力技术,体外预应力简介,体外预应力的特点,体外预应力的组成,体外预应力的施工工艺,4,1.1,体外预应力简介,体外预应力：由布置于承载结构主体截面之外的预应力束产生的预应力，预应力束通过与主体截面直接或间接连接的锚固与转向实体来传递预应力。,体外预应力结构的概念最早产生于法国，体外预应力体系是后张预应力体系的重要的分支之一,使预应力体系更加丰富、适用。,5,1.2,体外预应力的优点,1,、锚固构件尺寸较大且增加了辅助构件，可有效的提高承载能力。,2,、简化预应力筋曲线，预应力筋仅在锚固处和转向处与结构相连，减小摩阻损失，提高预应力使用效率。,3,、对原结构损伤小，不影响桥下净空。,4,、预应力布置灵活，可以根据桥梁病害进行全桥加固也可以进行局部加固。,5,、与混凝土无粘结，由荷载产生的应力变化分散在预应力筋全长上，应力变化值小，对结构受力有利。,6,、索力根据情况可以进行调整，预应力索可以更换，便于使用期间进行维护。,6,1.2,体外预应力的缺点,1,、体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外界影响。,2,、锚固及转向区域容易产生应力集中，局部应力大，锚固施工要求高,3,、体外索张拉力较小，不能充分发挥体外索强度高的特点，对锚具及夹片的要求很高。,4,、体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失。,7,1.3,体外预应力的组成,1,锚具,2,体外索,3,锚固块及转向块,4,减振装置,5,施工机具,8,1,锚具,体外预应力体系仅靠锚固端传力，因此体外预应力锚固体系的可靠性和安全性比一般体内预应力锚固体系要高，需使用专用的体外索锚具和夹片。体外预应力的锚具的外观尺寸较普通锚具更大，且还增加了一些辅助配件，如密封装置、防松装置、防护装置等。,9,OVM.TSK,型体外预应力锚具,可以进行换索，可以调整索力,10,对体外预应力钢索张拉及固定端进行剥皮、去油清洗处理。,11,体外索锚具密封罩,12,安装成型的钢锚箱,13,2,体外预应力束,体外预应力束又称体外索，主要有光面钢绞线、无粘结钢绞线、平行钢丝、成品索等类型。体外索较多采用无粘结钢绞线，环氧喷涂带,PE,的单根钢绞线具有良好的耐腐蚀性能，具有很好的适用性，目前广泛适用在桥梁加固中。,14,OVM-SIII,型体外预应力索,15,人工穿布体外预应力钢索,16,3,锚固块及转向块,体外预应力体系仅靠锚固块及转向块传力，锚固块和转向块必须和原结构有效连接，传递应力，锚固块及转向块一般采用钢筋混凝土结构和钢结构型式。,张拉力大的锚固块均采用钢筋混凝土形式,钢锚固块更适合施工空间开阔且应力较小的小型锚固块。,17,18,19,4,减振装置,体外预应力体系的减振装置用于转向块与转向块或者锚固块与转向块之间的体外索自由长度较大的位置，主要目的是减少体外索在动荷载作用下的振动。,减振装置多为内包橡胶的小型钢结构，通过内嵌螺栓与原桥相联系。,20,21,22,23,5,施工机具,体外索的张拉机具根据张拉的要求分单孔千斤顶和整体千斤顶。单孔千斤顶用于施工空间狭小或单孔分丝张拉的体外索，整体千斤顶用于整体张拉的体外索。,24,25,26,整体张拉预应力束,27,体外索张拉完成,28,1.4,体外预应力的施工工艺,施工准备,体外束锚固与,转向节点施工,体外束的,安装与定位,监测与验收,防护与减震器,施工,张拉与,束力调整,施工准备,体外束锚固与,转向节点施工,体外束的,安装与定位,施工准备,体外束锚固与,转向节点施工,体外束的,安装与定位,施工准备,体外束锚固与,转向节点施工,张拉与,束力调整,体外束的,安装与定位,施工准备,体外束锚固与,转向节点施工,防护与减震器,施工,张拉与,束力调整,体外束的,安装与定位,施工准备,体外束锚固与,转向节点施工,29,桥梁体外预应力施工实例,佛山市大都立交桥加固工程,31,工程简介,广东省佛山市大都立交是连接佛陈路,(,佛山一顺德陈村,),、和佛山一环的一座互通式立交，该立交工程包括,4,座匝道桥及,SN,匝道与广明左线合并后的一段广明左线桥。荷载等级为公路,1,级，桥面宽度为匝道桥的横断面按单向二车道布置，匝道桥标准横断面为,0.5 m(,防撞护栏,)+9.0 m(,机动车道,)+0.5 m(,防撞护栏,),，桥梁总宽,10 m,。匝道桥上部结构采用单箱单室、斜腹板带圆弧断面的等高度预应力砼连续箱梁结构，跨径为,2644,5 m,。,32,施工方案,经施工后检测，该立交旧桥的预应力筋张拉控制力未达到设计要求，部分波纹管灌浆不密实。,鉴于以上问题，拟采用新增体外预应力加固。由于预应力损失的不确定性，在箱内布置,8,根体外索,(,如图,1,所示,),。体外索在每跨端部的转向块处向上转向，锚固在梁端部附近的锚固块上。根据设计要求，在主桥各孔箱梁内均对称布置体外预应力索，边跨体外索两端均锚固在新浇筑的梁端锚固块上，每跨共设置,8,束直径为,15.2 mm,体外预应力钢束，每侧对应,4,束，其中左右两侧均对称预留预备索通道。体外索张拉时逐跨分批次张拉，箱梁两侧对称由外向内张拉，张拉时锚固块及转向架砼实际强度不得低于设计强度的,90,，且龄期不小于,7 d,，锚下控制应力为,0.6fpk,（,0.61 860 MPa=1116 MPa,）,33,箱内体外预应力布置示意图,34,施工工艺流程,施工准备,测定箱梁,原钢束位置,新增锚固块,转向块放样,减震装置安装,在箱梁顶面开浇筑孔,混凝土表面凿毛,钻孔及孔内处理,安装模板,恢复箱梁顶板施工洞,穿束 张拉 封锚,混凝土浇筑及养护,35,加固结果,该立交箱梁体外预应力加固工程完成后，在梁墩顶、跨中截面相应控制点安置应变片进行试验监测，在试验荷载作用下各截面测试指标均满足设计要求，极大地提高了结构的整体刚度。,该立交修复完成后,2,年来的正常运营充分证明了对于钢筋砼连续箱梁截面承载能力不足，采用体外预应力加固是一种非常有效的措施，能有效地延长桥梁的使用寿命。另外，通过试验监测发现，该加固方法对于提高连续箱梁墩顶部位抵抗支点负弯矩的能力有限，建议锚固块尽量靠近箱梁横隔梁布置或采取其他更为有效的加固施工方法。,36,3,结语,体外预应力技术不仅适用于新建工程，也适用于旧桥结构的改造与加固。体外预应力结构布置灵活，安全可靠，施工方便，可以大幅有效的提高桥梁承载力，特别是在结构可以正常工作情况下实现调索和换索，是其他加固方式所无法比拟的优点。,体外预应力技术在新时期的桥梁建设及加固过程中得到了广泛的应用，取得了良好的社会和经济效益。随着科技的进步，技术的革新，体外预应力领域也会有更加长足的发展，该技术也会被越来越多的建筑结构形式所采用。,37,